(57)【要約】【課題】  ハンドオーバ時に短時間および小消費電力でスキャンを行うことができる移動機を提供する。【解決手段】  スパッタリング装置１０は、真空容器１２内に、基板支持部１８、ターゲット２０、磁石２２が配置されている。基板Ｗに対向して配置された平板状のターゲット２０が設けられている。ターゲット２０の基板Ｗに対向する面とは反対側の面に対向して複数の磁石２２が配置されている。それぞれの磁石２２はその外郭がターゲット２０に対向する面において正方形をなしている。これにより、ドリフトする電子３０が加速される距離が同等になり、電子３０の速度に不均一が生じ難い。そのため、ターゲット２０がスパッタされる度合いも均一となり、成膜もより均一に行うことができる。【選択図】  図１
2006283057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板支持部と、
前記真空容器内に配置され、前記基板支持部に支持される基板に対向して配置された平板状のターゲットと、
前記ターゲットの基板に対向する面とは反対側の面に対向して配置された複数の磁石と、
を備え、
前記複数の磁石の各々は、前記ターゲットに対向する面における縦横比が０．５〜２である、
スパッタリング装置。
【請求項２】
前記複数の磁石の各々は、前記ターゲットに対向する面において円形である、
請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記複数の磁石の各々は、前記基板支持部に支持される基板との距離を変更自在にされている、
請求項１または２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
前記複数の磁石の各々は、前記基板支持部に支持される基板の面に対し平行に移動可能にされている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
前記複数の磁石は、千鳥状に配置されている、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリング装置では、より大面積の基板の全面に均一な膜を成膜することが重要となる。角型基板上へスパッタリングにより膜を形成すると、角型基板上に形成された薄膜は不均一となる傾向がある。そこで成膜の均一化を図る試みとして、特許文献１には、角型でかつ長方形状に分割したターゲットと磁石を、成膜を施す基板上に配置したスパッタリング装置が提案されている。さらに特許文献１には、ターゲット裏面にマグネットを環状に配置させたスパッタリング装置も記載されている。
【特許文献１】特開平９−１３１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなスパッタリング装置ではターゲット上でプラズマ密度に差が生じ、基板に成膜の不均一を生じさせていた。特に、基板が長方形である場合であって、長方形のアスペクト比（縦横比）が大きい場合にはその傾向が顕著であった。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板により均一に成膜を施すことができるスパッタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、真空容器と、真空容器内に配置され、基板を支持する基板支持部と、真空容器内に配置され、基板支持部に支持される基板に対向して配置された平板状のターゲットと、ターゲットの基板に対向する面とは反対側の面に対向して配置された複数の磁石と、を備え、複数の磁石の各々は、ターゲットに対向する面における縦横比が０．５〜２であるスパッタリング装置が提供される。
【０００６】
この構成では、複数の磁石の各々において、ターゲットに対向する面における縦横比が０．５〜２であるので、ターゲット上の電子のドリフト運動が均一となり、より均一に基板に成膜を施すことができる。なお、本発明における「ターゲットに対向する面における縦横比が０．５〜２」とは、ターゲットに対向する面内において、個々の磁石の外郭に外接する長方形の縦横比が、０．５〜２であることを意味する。したがって、長方形の磁石においては、長辺と短辺との長さの比が本発明における縦横比に該当する。正方形の磁石においては、各辺の長さが同じなため縦横比は１となる。円形の磁石においては、外接する長方形の長辺と短辺の長さが等しくなるため縦横比は１となる。楕円形の磁石においては、外接する長方形の縦横比は、長径と短径との長さの比に相当するため、長径と短径との長さの比が本発明における縦横比に該当する。三角形、六角形および他の多角形の磁石においても、外接する長方形の縦横比が本発明における縦横比に該当する。
【０００７】
この場合、複数の磁石の各々は、ターゲットに対向する面において円形であることが公的である。
【０００８】
この構成によれば、複数の磁石の各々がターゲットに対向する面において円形であるので、ターゲット上の電子のドリフト運動が角型の磁石の場合に比べて円滑となり、より均一に基板に成膜を施すことができる。なお、本発明おける「円形」とは、真円だけに限られず楕円をも含む。
【０００９】
この場合、複数の磁石の各々は、基板支持部に支持される基板との距離を変更自在にされていることが好適である。
【００１０】
この構成によれば、複数の磁石の各々が基板支持部に支持される基板との距離を変更自在にされているので、磁石と基板との距離あるいは磁石とターゲットの距離を調整することにより、スパッタ率や成膜速度を制御することができ、より均一に基板に成膜を施すことができる。
【００１１】
この場合、複数の磁石の各々は、基板支持部に支持される基板の面に対し平行に移動可能にされていることが好適である。この構成によれば、より成膜の均一化が図られる。
【００１２】
この場合、複数の磁石は、千鳥状に配置されていることが好適である。この構成によれば、ターゲットの利用効率が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるスパッタリング装置によれば、ターゲット上の電子のドリフト運動が均一となり、より均一に基板に成膜を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係るスパッタリング装置について添付図面を参照して説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態に係るスパッタリング装置の構成を示す縦断面図である。図１に示すように、本実施形態のスパッタリング装置１０は、真空容器１２内に、基板Ｗを支持する基板支持部１８、ターゲット２０、磁石２２が配置されている。
【００１６】
真空容器１２には、真空容器１２内の空気を排気して減圧可能な排気系１４と、真空容器１２内にＡｒ等の不活性ガスを導入する導入系１６が接続されている。真空容器１２の上方の壁面には、基板Ｗを支持する基板支持部１８が設けられている。
【００１７】
真空容器１２内には、さらに基板支持部１８に支持される基板Ｗに対向して配置された平板状のターゲット２０が設けられている。ターゲット２０はスパッタリング源となるものであり、ターゲット２０の材質としてはＡｌ等の金属の他、絶縁材料も用いることができる。
【００１８】
ターゲット２０の基板Ｗに対向する面とは反対側の面に対向して複数の磁石２２が配置されている。図２は、本発明の第１実施形態に係るターゲットと磁石の配置を示す平面図である。なお、以下の図２，６，８および９では、基板Ｗおよびターゲット２０の側から、磁石２２を見た様子を示している。図２に示す一つの磁石２２における外郭の磁石と内郭の磁石とはそれぞれ極性が異なる磁石となっている。図２に示すように、それぞれの磁石２２はその外郭がターゲット２０に対向する面において正方形をなしている。本実施形態においては、この磁石２２の外郭のターゲット２０に対向する面における縦方向の長さＶと横方向の長さＨとの比である縦横比Ｖ／Ｈは０．５〜２であり、より好ましくは０．８〜１．２であり、さらに好ましくは０．９〜１．１であり、最も好ましくは図２に示すように１とされる。
【００１９】
図１に戻り、複数の磁石２２は、ボールネジ２６により真空容器１２に支持されている。ボールネジ２６にはボールネジ駆動部２８がそれぞれ設けられ、各々の磁石２２と、基板支持部１８に支持された基板Ｗとの距離を変更自在とされている。各々のボールネジ２６の周りには気密性のベローズ２４が設けられており、ボールネジ２６の周辺を気密化している。また、ターゲット２０には不図示の電源が接続されている。
【００２０】
以下、本実施形態のスパッタリング装置の動作について説明する。基板支持部１８に成膜を施す基板Ｗを固定し、排気系１４により真空容器１２内の空気を排気して減圧した後、導入系１６よりＡｒガスを所定の圧力で導入する。次に、不図示の電源によりターゲット２０に電力を印加すると、Ａｒガス分子がプラズマ化される。ここで、電子は各々の磁石２２によりトラップされて、ターゲット２０上をドリフト運動する。
【００２１】
図３は、従来のターゲット上をドリフトする電子の軌跡を示した図である。図３の破線に示すように、磁石の縦横比Ｖ／Ｈが概ね３以上である従来のスパッタリング装置では、ターゲット２０上をドリフトする電子３０は、磁石２２の短い辺の位置では電子３０が加速される距離が短いため速度が遅く、磁石２２の長い辺の位置では電子３０が加速される距離が長いため速度が速いという傾向がある。そのため、ターゲット２０がスパッタされる度合いも不均一になり、成膜も不均一になるという欠点がある。特に、縦横比が大きい基板に合わせて、磁石やターゲットの縦横比を大きくした場合には、この傾向が大きくなる。
【００２２】
一方、本実施形態においては、図４の破線に示すように、磁石２２の縦横比Ｖ／Ｈが１に近いため、各辺上でドリフトする電子３０が加速される距離が同等になり、電子３０の速度に不均一が生じ難い。そのため、ターゲット２０がスパッタされる度合いも均一となり、成膜もより均一に行うことができる。
【００２３】
加えて、図５に示すように、各々の磁石２２と、ターゲット２０および基板Ｗとの距離を、それぞれのボールネジ駆動部２８により変化させることによって、ターゲット２０の各位置におけるスパッタ率を変化させ、基板Ｗの各位置での成膜速度を調節し、より均一な成膜が可能となる。なお、図５に示すような基板Ｗの面と垂直な方向ではなく、基板Ｗの面と平行な方向に各々の磁石２２を移動可能とすることによって、より自由度の高い調節が可能となる。このため、より膜の均一化が図れるとともに、ターゲットも偏りがなく使用することができるので、ターゲットの利用効率が向上し効果的である。
【００２４】
以下、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るターゲットと磁石の配置を示す平面図である。図６に示すように、本実施形態では、それぞれの磁石２２はその外郭がターゲット２０に対向する面において真円をなしている点が第１実施形態と異なっている。
【００２５】
本実施形態のスパッタリング装置により成膜を行った場合、図７に破線で示すように、円形のターゲット２０上をドリフトする電子３０は、一様な円弧を描いてドリフトされる。この場合、第１実施形態のように磁石２２に角の部分がないため、ターゲット２０上の電子のドリフト運動がより円滑となり、さらに均一で安定したスパッタおよび成膜が可能となる。
【００２６】
図８は、本発明の第３実施形態に係るターゲットと磁石の配置を示す平面図である。本実施形態では、正方形の磁石２２とターゲット２０とをそれぞれ千鳥状に配列している。これにより、ターゲットの利用効率が向上するため、より均一なスパッタが可能となり、成膜も均一となる。なお、正三角形や正六角形の磁石を用いて、各々の磁石の各辺を密着させつつ千鳥状に配列した場合も、同様の効果を奏させることができる。
【００２７】
図９は、本発明の第４実施形態に係るターゲットと磁石の配置を示す平面図である。図９に示すように、円形の磁石２２をそれぞれ千鳥状に配列し、より好ましくは磁石２２が単位面積当たりに最も密に含まれるように配置することによって、より均一なスパッタと成膜が可能となる。
【００２８】
図１０は、本発明の第５実施形態に係るスパッタリング装置の構成を示す縦断面図である。本実施形態においては、ターゲット２０は磁石２２の形状に対応して分割され、それぞれの磁石２２に固定されている点が、第１〜４実施形態と異なっている。なお、磁石２２の形状やその他の構成については、第１〜４実施形態のものをそのまま適用することができる。
【００２９】
本実施形態においては、基板Ｗの各位置における成膜の度合いを調整したいときは、図１０に示すように、各々の磁石２２およびターゲット２０と、基板Ｗとの距離をボールネジ駆動部２８により変更することにより、基板Ｗの各位置における成膜速度を変更することができる。なお、図１０に示すような基板Ｗの面と垂直な方向ではなく、基板Ｗの面と平行な方向に、各々の磁石２２およびターゲット２０を移動可能とすることにより、より自由度の高い調節が可能となる。
【００３０】
尚、本発明のスパッタリング装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスパッタリング装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る磁石の配置を示す平面図である。
【図３】従来のターゲット上をドリフトする電子の軌跡を示した図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るターゲット上をドリフトする電子の軌跡を示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る磁石が基板との距離を変える様子を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る磁石の配置を示す平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るターゲット上をドリフトする電子の軌跡を示した図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るターゲットと磁石の配置を示す平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るターゲットと磁石の配置を示す平面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るスパッタリング装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…スパッタリング装置、１２…真空容器、１４…排気系、１６…導入系、１８…基板支持部、２０…ターゲット、２２…磁石、２４…ベローズ、２６…ボールネジ、２８…ボールネジ駆動部、３０…電子、Ｗ…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006283057.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006283057.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006283057.tif 000009
【図８】
2006283057.tif 000010
【図９】
2006283057.tif 000011
【図１０】
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